THz-netwerken. Het leger is geïnteresseerd in ultrasnelle gegevensoverdracht

32
THz-netwerken. Het leger is geïnteresseerd in ultrasnelle gegevensoverdracht

Het kopje "Laten we het over wetenschap hebben" raakt aan de ontwikkeling van ultrasnelle datatransmissietechnologieën. Tot op heden wordt dergelijk werk uitgevoerd in tientallen universiteiten en wetenschappelijke laboratoria over de hele wereld. Onlangs vertelden wetenschappers van Brown University (VS) over hun ontwikkelingen in deze richting.

Een team van wetenschappers heeft een aan de Brown University ontwikkelde methode gedemonstreerd waarmee digitale apparaten elkaar in een bepaald deel van de ruimte kunnen detecteren in ultrasnelle terahertz (THz) -netwerken. Deze netwerken worden beschouwd als behorend tot de volgende generatie gegevensuitwisseling (wat zal volgen op 5G).



THz-golven kunnen vanwege hun hoge frequentie honderden en duizenden keren meer gegevens per tijdseenheid verzenden dan de golven die tegenwoordig bij gegevensoverdracht worden gebruikt (we hebben het voornamelijk over vergelijking met microgolven). Maar THz-golven planten zich niet voort zoals microgolven. Terahertz-golven reizen van de bron in smalle "kanalen", en niet door de hele bol (halfrond). In dit opzicht is er een probleem met betrekking tot hoe de router kan bepalen waar een bepaald clientapparaat zich bevindt om er nauwkeurig een signaal - een THz-golf - naar te verzenden.

Professor Dan Mittleman meldt dat een zogenaamde lekkende golfgeleider het probleem kan oplossen. Het maakt kanaaldetectie op THz-frequenties mogelijk.

Een lekkende golfgeleider bestaat uit twee metalen platen met een opening waarlangs een golf zich kan voortplanten. Eén plaat heeft een smalle gleuf waardoor bepaalde golfcomponenten kunnen ontsnappen. Apparaatdetectie is gebaseerd op het principe van het analyseren van golven door de hoeken van hun afbuiging bij de uitgang van de golfgeleider.

Wetenschappers vergelijken dit met het kleurenspectrum (regenboog), waarbij elke kleur een bundel golven is met een specifiek frequentiebereik. Van het spectrum kun je veel leren over objecten die straling uitzenden en absorberen.

Uit het werk van wetenschappers:

Stel je een niet-verzegelde golfgeleider voor die zich op een toegangspunt bevindt. Afhankelijk van waar het clientapparaat zich bevindt ten opzichte van het toegangspunt, zal het een andere kleur (andere golflengte) uit de golfgeleider zien komen. Het volstaat dat de client een signaal terugstuurt naar het toegangspunt met de informatie: "Ik zag geel / blauw / rood (een bepaalde golflengte)", en nu weet het toegangspunt zelf precies waar het clientapparaat zich bevindt. Daarna kan ze hem blijven volgen in de ruimte.

Tegelijkertijd merken wetenschappers de aanwezigheid van problemen met deze methode op. De problemen houden verband met de noodzaak om het proces voortdurend aan te passen bij het verplaatsen van het clientapparaat.

Deze ontwikkelingen prikkelen tegenwoordig niet alleen civiele specialisten, maar ook het leger. De reden voor het militaire belang houdt verband met het updaten van de systemen voor het verzenden van gerubriceerde informatie en de codering ervan. We kunnen bijvoorbeeld spreken van een nieuwe generatie netwerkgerichte verkennings- of gevechtssystemen - wanneer voor een succesvolle operatie steeds meer nuttige informatie per tijdseenheid moet worden verzonden, die bovendien wordt beschermd tegen onderschepping of vervorming door de vijand. Ook van belang is de versnelling van gegevensoverdracht van militaire satellieten naar clientapparaten, inclusief wapencontrolesystemen aan boord van vliegtuigen, UAV's of oorlogsschepen.

Maar er is een mening dat in het geval van dit soort toepassingen de zeer lekkende golfgeleider waarmee ze werken aan de Brown University waarschijnlijk niet effectief zal zijn.
Onze nieuwskanalen

Schrijf je in en blijf op de hoogte van het laatste nieuws en de belangrijkste evenementen van de dag.

32 opmerkingen
informatie
Beste lezer, om commentaar op een publicatie achter te laten, moet u: inloggen.
  1. +2
    April 27 2020
    Wetenschap en technologie staan ​​niet stil. Er zullen resultaten zijn, er zal implementatie zijn, overal.
  2. +3
    April 27 2020
    er is een mening dat in het geval van dit soort toepassingen de zeer lekkende golfgeleider waarmee ze werken aan de Brown University waarschijnlijk niet effectief zal zijn.
    Het leek er meteen op dat dit systeem goed zou zijn voor statische objecten - er zouden te veel problemen en tijdrovend zijn met locatiebepaling, dit zou bijna alle voordelen van transmissiesnelheid teniet kunnen doen.
    1. +1
      April 28 2020
      http://militaryrussia.ru/blog/topic-740.html Р-431АМ - как раз такая радиостанция, правда гигагерцевого дипазона.
      Stationariteit is helemaal geen probleem, maar het feit dat het communicatiebereik zich slechts op een gezichtslijnafstand bevindt, is een serieuze beperking.
      1. +2
        April 28 2020
        zichtbereik, meer precies
  3. +1
    April 27 2020
    Oh ja. Maar de mannen weten het niet. Winda op de update onderdrukt de schijf tse hooguit niet toegeven. Vertel ons meer over deze wetenschappers. De wens om ze te villen is erg hardnekkig. En de Brinans steken de torens in brand
  4. +7
    April 27 2020
    Voor zover ik me herinner, vanwege de snelle verzwakking van het signaal in het terahertz-bereik
    bij voortplanting in de atmosfeer is het voorlopig alleen mogelijk om directe terrestrische communicatie te gebruiken over afstanden tot enkele kilometers.
    Ik heb de wetenschappelijke literatuur geraadpleegd. Ze zeggen dat ergens in zeer gespecialiseerde samenvattingen de resultaten van theoretische berekeningen worden gepresenteerd, volgens welke het uitgangsvermogen van de zender van enkele honderden microwatt voldoende is om gegevens over een afstand van maximaal 1,5 km te verzenden met een antenneversterking van ten minste 50 decibel. En zelfs de resultaten van het experiment worden gepresenteerd, wat de mogelijkheid laat zien om digitale signalen te verzenden met snelheden tot 1 Gb / s over een afstand van 1 km. Dat is alles voor vandaag. Helaas. hi
    1. +3
      April 27 2020
      De demping van het signaal in dit bereik is sterk afhankelijk van de vochtigheid, die op grote hoogte juist afneemt.
      Bovendien verhoogde golfdivergentie met de afstand tot de zender als gevolg van diffractie. hebben zenders nodig met een hoge directiviteit.
      De fabricage van THz-componenten is tegenwoordig complex en arbeidsintensief, waardoor de prijs exorbitant hoog is.
    2. 0
      April 27 2020
      Citaat: A. Privalov
      Ik heb me verdiept in de wetenschappelijke literatuur.

      En in de literatuur staat toevallig niet geschreven hoe onze leefomgeving werd vervuild door verschillende soorten elektromagnetische straling. Bovendien, hoe verder, hoe groter de frequentie, hoe korter de golflengte. Binnenkort zal het zover komen dat we zullen leven als in een magnetron. Ik ben helemaal niet tegen vooruitgang, je moet alleen de maat kennen. Maar hoe zit het, geef iedereen nog meer informatie, nog hogere snelheden. Als gewone gebruiker (zoals wij allemaal over het algemeen) werkten deze terragigabyte-snelheden bijvoorbeeld niet voor mij. Gebieden waar dergelijke snelheden vereist zijn, zijn op de vingers te tellen. En zelfs dan bevinden ze zich voor het grootste deel op het gebied van fundamentele wetenschap, ver van het echte leven. Of, als optie, het beruchte "elektronische concentratiekamp", waar het zeker toepassing zal vinden.
    3. +6
      April 28 2020
      overdracht van digitale signalen met snelheden tot 1 Gb/s over een afstand van 1 km.

      GB/s? 10 tot 18 baud? Trilt je hand?
  5. +9
    April 27 2020
    Terahertz, indien vertaald in golflengten - submillimetergolven.
    Het lijkt erop dat het nog lang niet is overgebracht, zullen ze vastlopen?
    1. +2
      April 27 2020
      Nou ja, 1 THz komt overeen met een golflengte van 0,3 mm. Stil natuurlijk.
    2. +5
      April 27 2020
      Hier is de atmosferische vervalcurve

      In het gebied van 930 GHz, het transparantievenster, is de demping 6-7 dB / km. Toegegeven, dit is bij helder weer op een hoogte van 1 km, zo lijkt het, boven zeeniveau.
      1. +2
        April 27 2020
        Als het transmissiemedium de atmosfeer is, dan is het spel de kaars niet waard. Het is bijna onmogelijk om golfgeleiders te maken en in het algemeen nu. En de belangrijkste vraag: wat wordt de antenne op de ontvanger en zender? In dit bereik kan gegevensoverdracht alleen werken onder de voorwaarde van directe zichtbaarheid, en de elementbasis wordt in de nabije toekomst niet verwacht vanwege het bereiken van de maximale grootte van pp-transistoren die zijn gemaakt op basis van bekende materialen.
        1. +3
          April 27 2020
          Virginia Diodes heeft een WR-0.51 waveguide-standaard in haar catalogus met een waveguide-kanaaldoorsnede van 0,13 * 0,065 mm (1400-2200 GHz) met een berekende demping van 0,586-0,369 dB/mm. Het is duidelijk dat een golfgeleider van 10 mm al 3-6 dB demping heeft. Maar er zijn oversized golfgeleiders met een ander type golf. Daar kan de verzwakking een orde van grootte minder zijn. Wat betreft de elementaire basis, kijk eens naar materialen met brede openingen, verschillende nitriden. Hetzelfde galliumnitride in centimeters heeft de lampen qua uitgangsvermogen al vervangen. Voor dezelfde Virginia-diodes in het bereik van 1400-2200 GHz op varactor-vermenigvuldigers geeft de catalogus vermogens van 0,5-3 mW aan. En dit is blijkbaar GaAs.
          1. +1
            April 27 2020
            Geen varactor, maar varicap
            1. +1
              April 28 2020
              Misschien hebben we het over frequenties van 1,6-2,2 GHz? En hoogstwaarschijnlijk zijn dit de klokfrequenties van de ZG.
              1. +1
                April 29 2020
                hi . Nee, dit is het THz-bereik. Het gebruikt een multiplier op GaAs-varicaps op de derde harmonische (vermenigvuldigt van 500-750 GHz). Maar ik heb het vermogen door elkaar gehaald. 0,5-3 mW wordt toegepast op de ingang (bij frequenties van 500-750 GHz), en aan de uitgang hebben we vermogen met efficiëntie zoals weergegeven in de afbeelding.

                Dat wil zeggen, de efficiëntie in het bereik van 1,4-2,2 THz is 0,1-0,6%, vandaar dat het uitgangsvermogen 0,5-18 μW (micro) is. Ik zal de volgende keer beter opletten, anders bleek het te optimistisch kameraad
  6. +1
    April 27 2020
    En volgens de torsieverbinding, ti..shi..na..
    1. +4
      April 27 2020
      Torsiewerkers worden nu gratis behandeld. En je zult genezen zijn
  7. 0
    April 27 2020
    Ik ging naar de site. Ik dacht dat ik de normen van analyses zou lezen, de mening van verstandige mensen zou weten ..... Maar ik belandde op het forum van oor-matza en shit-kranten. Is het nu overal zo?
  8. -2
    April 28 2020
    Kameraden, is er iets meer of minder echts in de toepassing? Bied geen torsievelden en de theorie van een platte aarde aan. Zijn er communicatiestandaarden? Er moet een oplossing zijn.
    1. +3
      April 28 2020
      En wat heb je nodig om te schrijven?
      Zelfs nu zijn er radiostations (R-431AM, R-416 en andere) in dienst die signalen uitzenden tot ver aan de horizon (twee antennes op 20 meter hoogte geven een communicatiebereik van ongeveer 25..30 km en de snelheid van zo'n verbinding is 100 Mbit/c, daarnaast zijn ze moeilijk op te sporen en te onderdrukken door middel van elektronische oorlogsvoering).
      En uit het artikel wordt duidelijk dat dergelijke installaties al op een vergelijkbare manier kunnen worden gebruikt.
      Er zal een werkende installatie zijn - er zal ook een radiostation verschijnen, wat dan nog te schrijven.
      1. 0
        April 28 2020
        Hier ben ik ongeveer hetzelfde. Er wordt voorgesteld om pijnlijk onrealistische frequenties te gebruiken, waarvoor de atmosfeer al een obstakel is.
  9. +1
    April 28 2020
    Alvorens te praten over de principes van golfvoortplanting in het aangegeven bereik, is het noodzakelijk om te begrijpen hoe een dergelijke elektrische magnetische puls kan worden gevormd en, dienovereenkomstig, de algoritmen, dat wil zeggen, de generator van dergelijke pulsen. Om een ​​voldoende signaaloverdrachtsbereik te bereiken, is het natuurlijk noodzakelijk om te begrijpen wat spin is en hoe het in het golfproces kan worden opgenomen. daarom is er geen reden om aan te nemen dat moderne kennis het mogelijk zal maken om dit gebied te beheersen
  10. 0
    April 28 2020
    En waarom zijn deze golven ineens zo selectief?
  11. KCA
    +1
    April 28 2020
    Wat heeft het voor zin om de hoeveelheid verzonden gegevens te vergroten? Al lang geleden werden doelen voor ICBM's per telegraaf verzonden met behulp van het vliegwiel ZAS, de transmissiesnelheid was enkele honderden bauds, geheimhouding was bijna voor altijd, wie heeft terabytes per seconde nodig en waarom? HD 1080i-videostream? Copters het vrouwenbad in rennen?
    1. 0
      April 29 2020
      Dus nu lopen ze tegen videoconferenties aan, en tegen de overdracht van grafische computerkaarten met fotoreportages, en zelfs "Verlanglijstje" verscheen op militaire smartphones en grafische tablets die op hun eigen internet werken.
  12. 0
    April 28 2020
    Laserlinks (een optische analoog van RRL) bestaan ​​al 20 jaar.De afstand tussen stations is 3-5 km (vanwege de eigenschappen van lichtvoortplanting, weersomstandigheden en luchtvervuiling). De bandbreedte van moderne systemen is nagenoeg gelijk aan die van FOCL (gigabits/sec).
    Op dit moment is een succesvolle overdracht van een optisch (laser) signaal over een afstand van enkele honderdduizenden kilometers uitgevoerd. Een recordprestatie in deze zin is vooral de ontvangst van een lasersignaal van het automatische station MESSENGER. Het signaal van een ingebouwde laserzender (een infrarood-diode-neodymiumlaser) werd met succes ontvangen door een terrestrische ontvanger op een afstand van 24 miljoen km. (wiki)

"Rechtse Sector" (verboden in Rusland), "Oekraïense Opstandige Leger" (UPA) (verboden in Rusland), ISIS (verboden in Rusland), "Jabhat Fatah al-Sham" voorheen "Jabhat al-Nusra" (verboden in Rusland) , Taliban (verboden in Rusland), Al-Qaeda (verboden in Rusland), Anti-Corruption Foundation (verboden in Rusland), Navalny Headquarters (verboden in Rusland), Facebook (verboden in Rusland), Instagram (verboden in Rusland), Meta (verboden in Rusland), Misanthropic Division (verboden in Rusland), Azov (verboden in Rusland), Moslimbroederschap (verboden in Rusland), Aum Shinrikyo (verboden in Rusland), AUE (verboden in Rusland), UNA-UNSO (verboden in Rusland), Mejlis van het Krim-Tataarse volk (verboden in Rusland), Legioen “Vrijheid van Rusland” (gewapende formatie, erkend als terrorist in de Russische Federatie en verboden)

“Non-profitorganisaties, niet-geregistreerde publieke verenigingen of individuen die de functies van een buitenlandse agent vervullen”, evenals mediakanalen die de functies van een buitenlandse agent vervullen: “Medusa”; "Stem van Amerika"; "Realiteiten"; "Tegenwoordige tijd"; "Radiovrijheid"; Ponomarev; Savitskaja; Markelov; Kamalyagin; Apakhonchich; Makarevitsj; Dud; Gordon; Zjdanov; Medvedev; Fedorov; "Uil"; "Alliantie van Artsen"; "RKK" "Levada Centrum"; "Gedenkteken"; "Stem"; "Persoon en recht"; "Regen"; "Mediazone"; "Deutsche Welle"; QMS "Kaukasische knoop"; "Insider"; "Nieuwe krant"